En esta segunda parte del artículo hablaremos de las funciones de las proteínas en el cuerpo humano. Una vez conocida su estructura y la forma de unión que tienen con otros elementos, hablaremos de una parte más liviana e interesante, la funcionalidad en el interior del organismo.
Aprende mucho más sobre las proteínas en la primera parte del artículo: Las Proteínas Como Elementos Funcionales (PARTE 1)
Las funciones más conocidas de las proteínas por el público general son dos, la función estructural de éstas (las estructuras celulares y las estructuras en los tejidos musculares o de la epidermis) y una función energética secundaría, digamos que la función energética y catabólica ante la falta de otros recursos. Pero hay más.
Las proteínas son también las encargadas de otra serie de reacciones orgánicas e implicadas en procesos digestivos, la transmisión de mensajes químicos, la regulación de determinados genes y de asegurar la capacidad de la homeostasis. Estas proteínas también desempeñan funciones defensivas o incluso transportadoras de moléculas vitales en el funcionamiento del cuerpo humano.
Para realizar correctamente estas funciones las proteínas se transforman o mutan en una serie de elementos, los cuales son conocidos popularmente con diferentes nombres: las enzimas, las hormonas, linfocitos o toxinas bacterianas, las cuales son realmente proteínas. En esta segunda parte del artículo hablaremos de todo ello.
Funciones de las proteínas
Función enzimática
Las enzimas son proteínas complejas que producen un cambio químico específico en todas las partes del cuerpo. Por ejemplo, pueden ayudar a descomponer los alimentos que consumimos para que el cuerpo los pueda usar.
Estas moléculas orgánicas actúan como catalizadores de reacciones químicas, por lo que aceleran la velocidad de reacción. Las enzimas modifican la velocidad de reacción sin afectar el equilibrio de la misma, ya que una enzima hace que una reacción química transcurra a mayor velocidad, siempre y cuando sea energéticamente posible.
Estas moléculas actúan sobre los sustratos, las cuales se convierten en moléculas diferentes denominadas productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran a unas tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se les denomina reacciones enzimáticas.
Las enzimas logran tasas de reacción química extremadamente altas, mucho más altas que las de cualquier catalizador sintético. Esta eficiencia es atribuible a varios factores. La enzima sirve, primero, para aumentar la concentración local de moléculas de sustrato en el sitio catalítico y para mantener todos los átomos apropiados en la orientación correcta para que la reacción continúe, parte de la energía acumulada contribuye directamente a la catálisis.
Función Estructural
Las proteínas estructurales son aquellas que componen la cubierta que protege a los vertebrados, siendo un componente esencial del cabello, uñas, piel y músculo. Representan la clase de proteína más prolífica del organismo, con respecto al resto de las proteínas existentes, como son las funcionales. Las fibras de colágeno es la proteína más abundante en los vertebrados
Este tipo de proteínas son de carácter fibroso como es el caso de la queratina, la cual figura como la proteína estructural de mayor extensión en el organismo. El colágeno es otra clase de proteína estructural que constituye tendones y nervios, y a su vez, suministra el sostén necesario de la piel y ligamentos. El colágeno y la elastina son proteínas de la matriz extracelular.
Algunas proteínas como la actina y la miosina intervienen en la contracción muscular. Los músculos son tejidos del sistema musculoesquelético que tienen la función de generar una fuerza hacia los huesos con la meta final de realizar un movimiento, pero para que esa función pueda ser ejecutada correctamente necesita de unas proteínas que se encuentran en el interior de la fibra muscular, estas proteínas son la miosina, la actina y la tropomiosina.
Función hormonal
Algunas hormonas son de naturaleza proteica, como la insulina y el glucagón (que regulan los niveles de glucosa en sangre) o las hormonas segregadas por la hipófisis como la hormona del crecimiento, o la calcitonina (que regula el metabolismo del calcio).
Las hormonas proteicas son hormonas no esteroideas formadas por largas cadenas plegadas de aminoácidos, estructura típica de las moléculas proteicas. En las clasificaciones se suelen diferenciar de las hormonas glucoproteicas, que son hormonas proteicas que tienen grupos de carbohidratos unidos a sus cadenas de aminoácidos.
También se clasifican aparte de las hormonas peptídicas y polipeptídicas, que están formadas por cadenas cortas de aminoácidos (péptidos y polipéptidos). Otra categoría distinta son las hormonas derivadas de aminoácidos simples, como la adrenalina o la tiroxina.
Una diferenciación sobre las proteínas que realizan funciones de mensajeros químicos podría estar marcada por la siguiente división: la Hormona del crecimiento o somatotropina o GH, la Prolactina o PRL, la hormona paratiroidea o parathormona o PTH, la hormona adrenocorticotropa o corticotropina o ACTH, la hormona liberadora de GH o GHRH, la Insulina y Glucagón.
Función reguladora
Es la parte más amplia en cuanto a la funcionalidad de las proteínas, ya que en ésta intervienen una gran variedad de procesos bioquímicos que hacen posible las acciones que nos permiten mantenernos con vida: la digestión, la respiración, el intercambio gaseoso, el metabolismo del calcio y el fósforo, el transporte del hierro, la mitosis y meiosis celular, el aprovechamiento de la energía por parte de las células y un interminable catálogo de procesos vitales protagonizados por dos tipos de proteínas funcionalmente identificadas como enzimas y hormonas.
También queremos destacar que algunas proteínas regulan la expresión de ciertos genes y la división celular, como por ejemplo las ciclinas. Las ciclinas son una familia de proteínas involucradas en la regulación del ciclo celular. Éstas forman complejos con enzimas quinasas dependientes de ciclinas (CDK) activando en estas últimas su función quinasa.
Las ciclinas reciben su nombre en vista de que sus concentraciones varían a lo largo del ciclo celular; cuando su concentración es baja la función de su correspondiente quinasa dependiente de ciclina es inhibida.
Función homeostática
Algunas proteínas son las encargadas de mantener el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno. Estas proteínas también regulan la cantidad de agua de nuestro organismo.
Función defensiva
Las proteínas son una parte determinante dentro del sistema inmunológico. Los anticuerpos o inmunoglobulinas son proteínas responsables de neutralizar los antígenos que invaden el organismo en un variadísimo repertorio de procesos y localizaciones, químicamente son moléculas específicamente especializadas en reconocer y desproveer de su capacidad biopatogénica a las moléculas que provocan, entre otros efectos, infecciones e intoxicaciones.
La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias. Las mucinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas. Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, son proteínas fabricadas con funciones defensivas.
Función de transporte
Las proteínas realizan funciones mecánicas de transporte acarreando nutrientes a las células. La hemoglobina es responsable del transporte de oxígeno liberado en la respiración pulmonar por las arterias hasta los tejidos periféricos. La mioglobina, que es una proteína que se encuentra en el tejido del corazón y en otros músculos, hace lo propio recuperando oxígeno de la hemoglobina para abastecer el tejido muscular.
En este transporte de sustancias las proteínas no sólo participan como elementos vehiculares, sino que algunas de ellas, fundamentalmente del tipo de las glucoproteínas, se integran en las membranas celulares para ejercer como receptores específicos de una sustancia concreta.
Diferenciamos algunas proteínas transportadoras: la hemoglobina transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados, la hemocianina transporta oxígeno en la sangre de los invertebrados, la mioglobina transporta oxígeno en los músculos, las lipoproteínas transportan lípidos por la sangre y los citocromos transportan electrones.
Función de reserva
En situaciones de crisis energética por malnutrición, el organismo puede obtener 4 kilocalorías de energía por gramo de proteínas. Algo que supone una ruta metabólica alternativa y poco deseable dado que genera un debilitamiento orgánico por consumo de proteínas endógenas.
También destacamos que la ovoalbúmina de la clara de huevo, la gliadina del grano de trigo y la hordeina de la cebada, constituyen la reserva de aminoácidos para el desarrollo del embrión y la lactoalbúmina de la leche.
